5815
Однако, следует учесть что при всем этом не менее важным аспектом, в массовом применении такой технологии, является затраты возникающие во время технологического процесса, т.е. затраты в денежном эквиваленте на потребление энергии первичного источника тепла.
Список использованных источников
1. С. Журавский. Время собирать снег. [Электронный ресурс] Режим доступа:
http://gkhprofi.ru/s-zhuravskij-vremya-sobirat-sneg/. (Дата обращения 09.10.2017г.);
2. Климат Казахстана. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://best- trip4you.ru/klimat-kazakhstana. (Дата обращения 13.10.2017г.);
3. Удельный вес снега, вес и плотность таблица куба снега. [Электронный ресурс]
Режим доступа: https://naruservice.com/articles/udelnii-ves-snega. (Дата обращения 13.10.2017г.);
4. Плотность снега. [Электронный ресурс] Режим доступа:
http://www.musorunet.ru/tablica_plotnosti_snega.php. (Дата обращения 13.10.2017г.).
УДК 621.43
РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕРНИЗАЦИИ ГОРЕЛОЧНОЙ СИСТЕМЫ КОТЛА КВГМ-20 Мухин Михаил Сергеевич
Магистр кафедры «Теоретической и промышленной теплотехники» Национального технического университета Украины «Киевский политехнический институт имени Игоря
Сикорского», Киев, Украина.
Научный руководитель – д.т.н. Варламов Г.Б.
В связи с подписанием Украиной Парижского протокола (2016г.) и стремлением интегрироваться в Европейский Союз в стране с 2021г. должны вступить в полную силу Европейские требования к экологическим параметрам работы теплоэнергетических объектов, использующих ископаемое топливо.
Под влиянием введения нормативно-правовых документов [1] в соответствии с Директивой [2] перед теплогенерирующими предприятиями остро стоит задача модернизации существующих установок для минимизации выбросов загрязняющих веществ.
В Украине в системах централизованного теплоснабжения установлено более сотни котлов серии ПТВМ, и еще больше котлов серии КВГМ. Техническое состояние оборудования является одной из наиболее острых проблем в жилищно-коммунальном комплексе и не отвечает современным экологическим и экономическим требованиям. Это приводит как к избыточному перерасходу газа, так и к загрязнению воздушного бассейна городов [3]. В крупных котельных эксплуатируются водогрейные котлы серий КВГМ (10, 20, 30, 50, 100 и 180) и ПТВМ (30, 50, 100,180). Эти котлы выпускались и выпускаются на Дорогобужском котельном заводе, на Бийском котельном заводе, на Белгородском
«Энергомаше» в РФ, начиная с 1960г.
Решить проблему повышения эффективности и экономичности производства тепловой энергии с минимальными затратами позволяет модернизация горелочной системы котлов, к примеру КВГМ-20 за счет малозатратных, экономичных и эффективных технологий. К таким технологиям относится микрофакельная технология сжигания
газообразного топлива
(МТС-технология) [4], разработанная учеными «КПИ им. Игоря Сикорского».
Котел КВГМ-20 оборудован одной штатной газо-мазутной горелкой среднего давления типа РГМ-20, расположенной с фронтовой стороны котла.
5816
Отличительной особенностью горелки (рисунок 1) является наличие автономного регулятора первичного воздуха и безулиточное подведения вторичного воздуха. Основными узлами горелочного устройства являются: ротационная мазутная форсунка, газовая часть периферийного типа, воздухонаправляющее устройство первичного воздуха и воздуховод первичного воздуха. Воздухонаправляющее устройство вторичного воздуха состоит из воздушного короба, завихрителя аксиального типа с профильными лопатками, установленными под углом 40°, и переднего кольца, образует устье горелки. В последние 12-15 лет мазутное топливо в стране для целей теплоснабжения не используется и все элементы подачи мазута в горелках подобного типа демонтированы.
Таблица 1 Основные характеристики горелки РГМГ-20 на номинальной производительности
Показатели Значения
величин
Тепловая мощность горелки, МВт(Гкал/го ) 23,26(20)
Расход топлива:
1. Мазут марки М-100 по ГОСТ 10585-75, кг/го 2. Природный газ, м3/го
2360 2560
Вязкость мазута, ВУ 6,0-8,0
Давление мазута перед форсункой, кПа(кг/см2) 156,8(1,60) Давление природного газа перед горелкой, Па(кгс/м2) 33320(3400) Аэродинамическое сопротивление горелки по первичному воздуху,
Па(кгс/м2)
7160(730) Аэродинамическое сопротивление горелки по вторичному воздуху,
Па(кгс/м2)
1470(150)
Мощность электродвигателя форсунки, кВт 2,2
Температура воздуха, С 10-50
Мощность электродвигателя вентилятора первичного воздуха, кВт 10
Масса горелки, кг 635
Газовая часть горелки периферийного типа состоит из газороздаточной кольцевой камеры с однорядной системой газовыдающих отверстий одного диаметра.
На котлах такого типа назрела объективная необходимость реализации новых технологий сжигания природного газа, соответствующей кроме сформулированных выше, еще и следующим требованиям:
1. Высокая энерго-экологическая эффективность;
2. Доступность материалов для изготовления;
3. Незначительный срок окупаемости.
Применение микрофакельного горения является перспективным направлением повышения энерго-экологической эффективности котлов.
Микрофакельная технология газосжигания (МТС) [4], является универсальной поскольку позволяет эффективно сжигать любые газообразные топлива (природный газ, биогаз, газ-метан и т.п.) с низкими показателями концентрации вредных веществ.
На основе научных исследований и разработок с учетом современных требований к процессам сжигания газообразного топлива в Научном Парке «Киевская политехника»
создана новая отечественная высокоэффективная и экологически "чистая" технология сжигания любых газообразных топлив (природный газ, биогаз, газ-метан и т.п. ) [3], которая получила название трубчатой в связи с тем, что основным элементом в ней выступает трубчатый модуль (Рисунок 2).
5817
1 – газопровод; 2 – воздушный короб; 3 – кольцо рамы; 4 – газовая труба; 5, 6 – труба установки запального защитного устройства и фотодатчика; 7 – газовая камера; 8 – переднее кольцо воздухонаправляющего устройства; 9 – конический керамический туннель (амбразура); 10 – завихрители воздухоуправляющего устройства; 11– ротационная форсунка;
12 – газовые выпускные отверстия; 13 – рамка для центрирования завихрений вторичного воздуха; 14 – опорная труба; 15 – подшипник направляющей рамы; 16 – направляющая рама;
17 – воздушный шибер; 18 – окно для подвода воздуха к завихрителю; 19 – крышка горелки Рисунок 1 - Вид газомазутной горелки РГМГ-20 из топки (мазутные части демонтированы)
1 – передняя трубная доска; 2 – патрубок подачи природного газа; 3 – корпус горелки;
4 – фланец; 5 – задняя трубная доска; 6 – огнеупорный туннель (или жаровая труба);
7 – воздушные трубки; 8 и 9 – отверстия для подачи газа; 10 – граница струи;
11– ядро струи.
Рисунок 2 - Схема горелки на базе трубчатых модулей
В основе МТС-технологии положены особые аэродинамические эффекты насадки Борда, которые реализованы с помощью трубчатых модулей. Трубчатые модули имеют низкое аэродинамическое сопротивление по сравнению с струйными и вихревыми элементами, характеризуется аэродинамическим сопротивлением практически одинакового уровня с коническими элементами и плоскими стабилизаторами.
Кроме низкого аэродинамического сопротивления, можно выделить следующие преимущества горелок, созданных по МТС-технологии:
5818
1) возможность использования в качестве изолированного модуля, так и системы трубчатых модулей, соединенных параллельно в общей трубной доске с определенным шагом, т.е. создания горелок любой тепловой мощности;
2) возможность использования не только различных схем подачи топлива (диффузной, предварительной и комбинированный), но и дополнительных конструктивных воздействий на условия развития факела.
3) микрофакельные горелки, реализирующие МТС-технологию, могут иметь различную форму рабочей зоны горения (круг, квадрат, трапеция и т.д.) и могут располагаться на фронтальных стенках и в поде топки.
4) по сравнению со штатными горелками, горелки МТС-типа позволяют существенно снизить эмиссию вредных веществ (оксидов азота и углерода) за счет: комбинированного смесеобразования - на 20 ÷ 30%; стадийного горения - на 20 ÷ 30%; прямоточности (снижение времени нахождения смеси в зоне горения) - на 20%.
5) высокий уровень равномерности температурного поля в зоне сжигания;
6) широкий диапазон регулировки нагрузки установки (10 ... 100%) при неизменно высоком уровне экологичности сжигания топлива;
7) возможность проведения быстрой и недорогой модернизации установки за счет использования доступных материалов и несложных технологических операций;
8) незначительный срок окупаемости модернизации (5 ... 10 мес.);
9) возможность сохранения оборудования для других видов топлива;
10) надежность конструкции горелки;
11) ремонтопригодность горелки.
Используя вышеуказанные преимущества МТС-технологии была проведена модернизация горелочной системы котла КВГМ-20.
Для модернизации были разработаны следующие технические решения:
1. На существующий котел КВГМ-20 установлена микрофакельная газовая горелка типа МГГ-20 (срок демонтажа-монтажа – 1 рабочий день).
2. Конструктивно горелка МГГ-20 устанавливается в существующую амбразуру котла без изменения конструкции топки и поверхностей нагрева.
3. Необходима тепловая мощность - 23,26 МВт (20 Гкал/ч) достигнута в полном объеме.
4. КПД котла возрос с 91% до 94%.
5. Топливо – природный газ, рабочее давление в горелке 0,15 кгс/см2. 6. Газоснабжение предусмотрено от существующего газопровода.
7. Удельній расход газа на котел на номинальной нагрузке снизился на 3%.
Модернизация котла позволила организовать заполнение объема топки равномерно нагретыми продуктами сгорания и устранить попадание факела на поверхности конвективных экранов, что предотвращает прогар стенок трубных экранов и удлиняет межремонтные периоды.
Выводы
1. Для модернизации горелочной системы котла обосновано выбрана современная микрофакельная технология газосжигания (МТС-технология), которая позволяет получить положительный комплексный энерго-эколологический эффект.
2. Для модернизации требуется короткий промежуток рабочего времени, который не превышает 8 часов.
3. После модернизации получены следующие показатели
- расширен диапазон эффективной работы котла от 10 до 100% нагрузки;
- снижены удельные концентрации выбросов NOx и CО до уровня 75 и 20 мг/м3 соответственно;
- увеличилось значение КПД на 3% и уменшились тепловые выбросы с дымовыми газами в атмосферу;
- срок окупаемости модернизации не превышает 6 месяцев, т.е. срока одного отопительного сезона.
5819
Список использованных источников
1. ГКД 34.02.305-2002. Викиди забруднюючих речовин в атмосферу від енергетичних установок. Методика визначення. – К: Мінпаливенерго, 2002.
2. Директива N 2001/80/ЕС Европейского Парламента и Совета "Об ограничении выбросов некоторых загрязняющих воздух веществ от крупных установок сжигания".
3. Врламов Г.Б., Приймак К.О., Камаєв Ю.М., Оліневич Н.В., Фетісенко С.А.
Повышение экологической чистоты энергопроизводства в коммунальной энергетике / Х Міжнародна науково-практична конференція «Екологічна безпека: проблеми і шляхи вирішення», вересень 2014року: Зб.наук.ст. /НДУ "УКРНДІЕП".-Х.: Райдер, 2014.-С.28-33.
4. Варламов Г.Б., Родинков С.Ф., Приймак Е.А., Олиневич Н.В., Варламов Д.Г.
Низкоэмиссионная газовая горелка трубчатого типа с направленным воздушным потоком.
Евразийський патент ЕАПО, № 019766, 10.04.2014г., бюл.№6 В1 30.06.2014.
УДК 621.1
ПТ-80/100-130 БУ ТУРБИНАСЫН КЕШЕНДІ МОДЕРНИЗАЦИЯЛАУ Мырзабай Бекжан Бекмұратұлы
Л.Н.Гумилев атындағы Еуразия Ұлттық Университетінің Көлік-энергетика факультетінің, Жылуэнергетика мамандығының 1 курс магистранты, Нур-Султан, Қазақстан
Ғылыми жетекші – М.Г.Жумагулов
Жаңғыртудың мақсаты турбина қондырғысының үнемділігін арттыра отырып, турбинаның электр және жылуландыру қуатын арттыру болып табылады. Негізгі опция көлемінде жаңғырту ЖҚЦ ұялы бандаж үстіндегі тығыздағыштарды орнату және ТҚБ өткізу қабілетін 383 т/сағ дейін ұлғайту мақсатында жаңа ТҚ роторын дайындаумен орта қысымның ағынды бөлігін ауыстыру болып табылады. Бұл ретте өндірістік алымдағы қысымды реттеу диапазоны сақталады, конденсатордағы будың максималды шығыны өзгермейді.
Негізгі опция көлемінде турбоагрегатты жаңғырту кезіндегі ауыстырылатын тораптар:
ЖҚЦ 1-17 сатысының ұялы бандаж үстіндегі тығындағыштарды орнату;
ТҚЦ-дің бағыттаушы аппараты;
Жаңа қақпақтарды орнату үшін ТҚБ корпусының жоғарғы жартысындағы бу қораптарын жетілдіре отырып, ТҚЦ реттеу клапанының үлкен өткізу қимасының бөлігін;
ТҚ реттеу клапандары және жұдырықшалы-тарату құрылғысын;
Бандаж үстіндегі ұялы тығыздағыштармен және оралған серіппелері бар тығындағыш сақиналармен жинақталған, ТҚЦ сатыларының 19-27 диафрагмалары;
Тұтас фрезерлеу бандаждары бар ТҚЦ-дің 18-27 сатысы орнатылған жаңа жұмыс қалақшалары бар ТҚБ роторы;
Диафрагмалардың обоймасы №1, 2, 3;
Бұралған серіппелері бар тығындағыш сақиналар мен алдыңғы тығындағыш обоймасы;
28, 29, 30 сатының саптама дискілері қолданыстағы конструкцияға сәйкес сақталады, бұл жаңғыртуды жүргізуге шығындарды қысқартуға мүмкіндік береді (ескі саптама дискілерін пайдаланған жағдайда);
Бұдан басқа, негізгі опция көлемінде жұмыс қалақтарының бандажына тығыздаушы біліктерді дәнекерлеумен ЖҚЦ 1-17 сатыларының ұялы бандаж үстіндегі тығындағыштардың диафрагмаларының бандажына орнату көзделеді.
